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基于网络药理学和实验验证的血栓通改善缺血性脑微循环障碍作用机制研究

李春雪
  
扬帆媒体号
2025年22期
华夏生生药业 北京 有限公司 北京市 102629

摘要:缺血性脑微循环障碍是脑血管疾病的重要病理基础,其治疗一直是医学研究的热点。血栓通作为一种传统中药制剂,具有改善微循环的潜在功效。本研究通过网络药理学方法预测血栓通改善缺血性脑微循环障碍的作用机制,并结合实验验证其关键靶点和通路。

关键词:血栓通;缺血性脑微循环障碍;网络药理学;实验验证;作用机制

引言

缺血性脑微循环障碍是导致脑组织损伤和功能障碍的关键因素之一。近年来,随着对脑微循环病理生理机制的深入研究,寻找有效的治疗策略成为医学领域的重要课题。血栓通作为一种传统中药复方制剂,其在改善微循环方面具有独特的优势。本研究旨在通过网络药理学和实验验证相结合的方法,深入探讨血栓通改善缺血性脑微循环障碍的作用机制,为中药在脑血管疾病中的应用提供科学依据。

一、血栓通的网络药理学分析

(一)成分与靶点预测

血栓通主要由三七、人参等中药组成,其化学成分复杂且具有多种生物活性。网络药理学通过系统分析中药成分与生物靶点之间的相互作用,为揭示血栓通改善缺血性脑微循环障碍的作用机制提供了新的思路。本研究利用中药系统药理学数据库(TCMSP)和中药成分靶点预测工具,对血栓通的主要成分进行靶点预测。通过筛选药物成分的理化性质和药代动力学参数,确定了血栓通中具有潜在生物活性的成分,如人参皂苷Rg1、三七皂苷R1等。这些成分通过与多种生物靶点的结合,发挥其药理作用。例如,人参皂苷Rg1已被证实能够与血管内皮生长因子(VEGF)受体、一氧化氮合酶(eNOS)等靶点结合,调节血管内皮功能,改善微循环。通过靶点预测,我们初步构建了血栓通成分与靶点之间的关联网络,为进一步分析其作用机制奠定了基础。

(二)靶点网络构建与关键通路筛选

在获得血栓通成分与靶点的关联信息后,进一步构建靶点网络并筛选关键通路是揭示其作用机制的重要步骤。本研究利用Cytoscape软件对血栓通的靶点进行网络分析,构建了靶点相互作用网络。通过网络拓扑分析,筛选出网络中的关键靶点,如VEGF、eNOS、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等。这些关键靶点在缺血性脑微循环障碍的病理过程中发挥重要作用,且与血栓通的药理作用密切相关。基于关键靶点,进一步通过KEGG数据库进行通路富集分析,筛选出与血栓通改善缺血性脑微循环障碍相关的关键通路,如血管内皮生长因子信号通路、炎症反应通路和氧化应激通路等。血管内皮生长因子信号通路在调节血管生成和内皮细胞功能方面具有重要作用,血栓通通过激活该通路,促进血管新生,改善微循环。炎症反应通路和氧化应激通路则与缺血性脑损伤密切相关,血栓通通过抑制这些通路的过度激活,减轻炎症反应和氧化应激损伤,从而发挥保护脑微循环的作用。

二、实验验证与关键靶点分析

(一)细胞模型的建立与验证

为深入探究血栓通对缺血性脑微循环障碍的改善作用,本研究构建了体外细胞模型,模拟缺血性脑损伤的病理生理过程。采用氧糖剥夺/复氧(OGD/R)处理的体外细胞模型是研究缺血性脑损伤的经典方法,能够有效模拟脑组织在缺血缺氧及再灌注过程中的细胞损伤特征。实验中,选用大鼠脑微血管内皮细胞(RBMECs)作为研究对象,因其在脑微循环中发挥着关键作用,且对缺血缺氧损伤具有高度敏感性。通过优化OGD/R处理条件,包括缺氧时间、无糖培养基孵育时间以及复氧时间等参数,成功建立了稳定的缺血再灌注损伤细胞模型。在模型验证过程中,采用细胞活性检测(MTT实验)、细胞凋亡检测(Annexin V-FITC/PI双染法)以及细胞形态学观察等方法,对模型的损伤程度进行评估。结果显示,OGD/R处理后,RBMECs的细胞活性显著降低,凋亡率明显升高,细胞形态出现皱缩、变圆等损伤特征,表明该细胞模型能够有效模拟缺血性脑微循环障碍的病理状态,为后续研究血栓通的作用机制提供了可靠的实验基础。

(二)血栓通对关键靶点的调控作用

基于网络药理学分析筛选出的关键靶点,本研究进一步通过实验验证了血栓通对这些靶点的调控作用。以VEGF、eNOS和TNF-α等关键靶点为例,采用Western blot、ELISA等技术检测其在细胞模型中的表达水平变化。实验结果显示,在OGD/R诱导的缺血再灌注损伤条件下,VEGF和eNOS的蛋白表达水平显著下降,而TNF-α的表达水平则显著上升,这与缺血性脑损伤导致的血管内皮功能障碍和炎症反应加剧的病理特征相符。然而,经血栓通预处理后,VEGF和eNOS的表达水平得到显著上调,而TNF-α的表达水平则被显著抑制。这一结果表明,血栓通能够通过调控这些关键靶点的表达,发挥其改善缺血性脑微循环障碍的作用。VEGF是调节血管生成和内皮细胞功能的重要因子,其表达上调有助于促进受损脑微血管的修复和新生,改善微循环;eNOS的活性与一氧化氮(NO)的生成密切相关,NO作为一种关键的血管舒张因子,能够调节血管张力,维持微血管的正常功能;TNF-α是炎症反应的重要介质,其表达下调有助于减轻炎症反应对脑微血管内皮细胞的损伤。此外,通过检测细胞内一氧化氮(NO)的生成水平,进一步证实了血栓通能够通过上调eNOS的表达,增加NO的生成,从而发挥其改善微循环的作用。

三、血栓通改善缺血性脑微循环障碍的作用机制探讨

(一)血管内皮功能调节机制

血栓通通过多途径调节血管内皮功能,从而改善缺血性脑微循环障碍。网络药理学分析显示,血栓通中的多种活性成分能够与血管内皮生长因子(VEGF)及其受体、一氧化氮合酶(eNOS)等关键靶点相互作用。实验验证表明,血栓通能够显著上调VEGF及其受体的表达,促进血管内皮细胞的增殖和迁移,进而加速受损脑微血管的修复和新生。此外,血栓通还可通过上调eNOS的表达,增加一氧化氮(NO)的生成。NO作为重要的血管舒张因子,能够松弛血管平滑肌,降低血管阻力,改善脑微循环的血流灌注。在缺血性脑损伤模型中,血栓通的这种调节作用能够有效减轻因血管内皮功能障碍导致的微循环淤滞和组织缺氧,为脑组织的修复和功能恢复创造有利条件。

(二)炎症反应与抗氧化应激机制

网络药理学分析揭示了血栓通中的活性成分与炎症信号通路中的关键靶点如核因子κB(NF-κB)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等存在相互作用。实验验证表明,血栓通能够显著抑制TNF-α、IL-1β等炎症因子的表达,阻断炎症信号通路的过度激活,从而减轻炎症反应对脑微血管内皮细胞和神经细胞的损伤。同时,血栓通还能够通过调节抗氧化相关靶点如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等的表达,增强细胞的抗氧化能力,清除过量的ROS,减轻氧化应激损伤。在缺血性脑损伤模型中,血栓通的这种双重调节作用能够有效降低炎症因子水平和ROS含量,保护脑微血管内皮细胞的完整性,维持微循环的稳定,进而改善缺血性脑微循环障碍,促进脑组织的修复和功能恢复。

结论

血栓通通过调节血管内皮功能相关靶点,如VEGF和eNOS,促进血管新生和改善血管舒张功能,从而有效缓解微循环障碍。同时,血栓通还通过抑制炎症信号通路的激活和增强细胞抗氧化能力,减轻炎症反应和氧化应激损伤,进一步保护脑微血管内皮细胞和神经细胞。这些多靶点、多途径的协同作用机制为血栓通在缺血性脑血管疾病中的应用提供了坚实的科学依据,也为中药现代化研究提供了新的思路和方法。

参考文献:

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